微波組件包括微波器件,又叫射頻器件,比如濾波器、混頻器等等;也包括由微波電路、分立的微波器件共同組成的多功能組件,比如TR組件、上下變頻組件等等;還包括一些子系統,比如接收機。
微波組件在軍用領域主要用于雷達、通信、電子對抗等國防信息化裝備上,而且微波組件也就是射頻部分的價值占比越來越高,屬于軍工中的成長性子領域;另外,在民用領域,主要應用在無線通信、汽車毫米波雷達等方面,屬于我國中上游基礎器件與技術中自主可控需求強烈的一個子領域,軍民融合存在非常大的空間,所以微波組件里面會蘊含著比較多的投資機會。
首先簡單匯報一下微波組件的基本概念和發展趨勢。微波組件用于實現微波信號的頻率、功率、相位等各種變換,其中,微波信號和射頻的概念基本等同,就是頻率比較高的模擬信號,一般在數十兆赫茲到上百吉赫茲一直到太赫茲;微波組件一般由微波電路、以及一些分立的微波器件組成,技術發展方向是小型化、低成本,實現的技術途徑包括HMIC和MMIC,MMIC就是把微波組件設計在一個半導體芯片上,集成度比HMIC要高2~3個數量級,一般一顆MMIC就實現一個功能,未來是多功能集成化,最終把系統級的功能都是實現到一個芯片上,就成了大家所熟知的射頻SoC;HMIC也可以看作是對MMIC的二次集成,HMIC主要包括厚、薄膜集成電路以及系統級封裝SIP等,厚膜集成電路現在還是比較常見的微波組件工藝,具有成本低、周期短、設計靈活的優點,基于LTCC的3D封裝工藝能夠進一步實現微波組件的小型化,在軍用領域應用逐漸增加。在軍用領域,一些用量特別大的芯片可以做成單片的形式,比如相控陣雷達TR組件中的末級功放,用量非常大,做成單片還劃得來;像很多小批量定制化的產品就不適合做成單片的,還是以混合集成電路為主。
接下來,匯報一下微波組件的軍用市場以及民用市場。
軍用市場方面,微波組件在雷達、通信、電子對抗領域的價值占比達到了60%以上,我們估算了雷達、電子對抗領域的微波組件市場空間,在雷達領域,主要估算了我國最主要的雷達研究所的雷達產值,包括中電科14所、38所、航天科工的23、25、35所,航天科技的704所、802所,中航工業的607所等等,我們估計2018這個市場空間在330億,微波組件部分的市場空間將達到200億;電子對抗主要考慮了中電科的29所、航天科工8511所和中船重工的723所,整體電子對抗裝備市場空間在80億左右,其中微波組件的價值達到50億。這里面我們暫時沒有考慮通信行業,因為這個行業的市場過于分散,后面我們再繼續深入研究和補充,僅雷達、電子對抗領域微波組件的市場空間就達到了250億。
民用市場方面,主要包括無線通信和汽車毫米波雷達。在無線通信領域,包括移動終端和基站兩部分市場。基站中的RRU里面主要是中頻模塊、收發信機模塊、功放和濾波模塊等微波組件,微波組件在基站中占比越來越高,在2G 網絡基站中,射頻器件價值占整個基站價值的比重約為4%,隨著基站朝著小型化方向發展,3G和4G技術中射頻器件逐步提升至6%~8%,部分基站這一比重可達9%~10%。5G時代射頻器件的價值占比將會進一步提高。在移動終端通信系統中,射頻前端是核心組件之一。移動終端中的射頻器件主要包括功率放大器、雙工器、射頻開關、濾波器、低噪放大器等。射頻前端的價值量從2G到4G不斷提升,4G時代平均成本約10美元,預計5G將超過50美元。汽車毫米波雷達市場預計在2020年可以達到50億美元,其中射頻前端部分占比達到40%~50%。
軍用微波組件和民用微波組件從原理上是相通的,但涉及到具體應用,對微波組件的需求各不相同,因此造成了軍民分立的局面。例如,軍品一般要求發射功率高以更遠的探測目標,這是其設計的出發點,而民用更多的講究效率;另外頻率上也有所不同,軍用為了抗干擾,工作帶寬越來越高,而民用一般還是窄帶。另外,民用主要強調的是成本,而軍品對成本并不敏感。
隨著未來技術的發展,軍民用相似性越來越多,頻率、功率、低成本等要求趨同。以美國著名公司Qorvo為例,其不僅做基站的PA,也為軍用雷達提供功放MMIC等,應用在艦載、機載和陸基雷達系統以及通信和電子戰系統中。我國未來也必將呈現軍民融合發展的局面,軍轉民存在較大機會。